我國參與國際科學奧林匹亞競賽選手專業發展的追蹤研究—以1991~1996年參賽選手為對象

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(1)國立臺灣師範大學特殊教育學系博士論文. 我國參與國際科學奧林匹亞競賽選手專業發展的追蹤研究— 以 1991~1996 年參賽選手為對象 Professional Development of International Science Olympians – A Follow-up Study of the 1991~1996 Taiwan Representatives. 指導教授：吳武典教授研究生：吳道愉撰. 中華民國一○一年一月.

(2) 致謝論文的完成，該感謝的人太多了。首先要感謝指導教授吳武典博士，在他帶領與指導之各項研究專案的薰陶下，個人得以愈來愈理解教育研究的精神；可惜個人的天資有限，雖然完成了這一項研究，仍深感有許多不足之處。接著則是感謝所有參與考試的口試委員們：陳昭地教授、方泰山教授、傅昭銘教授與陳長益副教授，在學校已放假的春節假期中，仍願撥空參與個人的口試，並提出許多值得修改的方向。再來則是所有曾寄回問卷與未寄回問卷的參賽選手們：特別感謝抽空填答問卷的參賽選手們，由於各位的協助，讓這一篇研究終於有一些論述的數據與文字。最後要感謝的，則是一起陪我經歷這些學習過程的師長、學長姐、同學、學弟妹與家人們；不論你是 ABD 的伙伴，不願具名的前資優生或是提供情緒支持的人，在「內容力求簡單扼要，以不超過一頁為原則」要求下，不再一一表列各位的名字，但是各位的情誼，始終銘感五內、永誌不忘。. 吳道愉 2012 年 2 月.

(3) 我國參與國際科學奧林匹亞競賽選手專業發展的追蹤研究 —以 1991~1996 年參賽選手為對象摘要國際科學奧林匹亞競賽（The International Science Olympiad; ISO）是國際間為發掘與鼓勵中學階段優秀的科學人才，每年由組成會員國輪流舉辦之科學競賽活動。本研究旨在針對 1991~1996 年間，代表我國參與「國際數學／化學／物理奧林匹克競賽」的參賽選手合計 76 人，追蹤他們現階段的發展；除了解參賽選手的現況之外，同時提出「我國科學奧林匹亞參賽選手追蹤研究架構」，探究影響科學專業發展的相關因素，進而提供國內培訓與資優教育的參考。本研究採用問卷調查法，總計寄出問卷 76 份，回收 39 份，有效回收率為 51％。研究者另行訪談了五名個案，針對他們各自的發展軌跡，補充量化資料無法深入議題的缺失。此外，研究者亦納入前一次追蹤研究的填答資料（見吳武典、陳昭地，1996，1997），以因素分析法找出可能的影響變項，再探討可能影響參賽選手專業成就發展之因素。研究結果發現： 1. 具備優異學術能力的參賽選手，大都能順利取得高級學位。 2. 大多數參賽選手對科學的興趣及學習的成就感在高中時達到頂峰。 3. 參賽選手選擇職業時，主要仍與大學或研究所就讀之科系有關。 4. 絕大多數的參賽手對現職感到滿意，亦對自己的學業與事業感到滿意。 5. 參賽選手在學術性產出方面，仍偏重於學術性論文。 I.

(4) 6. 大多數的參賽選手認為「興趣」是取得專業成就最重要的因素。 7. 影響參賽選手專業成就的重要人物為大學或研究所的指導教授。 8. 在生涯發展上，參賽選手同樣需要他人的協助。 9. 專業成就的發展與人格特質有顯著的關聯。 10.參賽經驗讓參賽選手對自己的能力有更清楚的認識。 11.外在誘因的運用應更審慎，避免產生「過度辨證」的不良效應。根據研究結果，研究者提出七項建議如下： 1. 鼓勵參賽選手多去探索不同的領域，找出真正感興趣之目標。 2.擴大奧林匹亞競賽之學校參與層面。 3.加強大學端對於參賽選手的輔導。 4.未來研究時樣本應增加。 5.專業發展成就指標應擴及非學術研究領域。 6.各單項競賽於年度選訓營開始時，即可同時進行對照研究，建立參賽選手基本資料。 7.未來在研究中應再區別各類影響變項之正負向影響效應。. 關鍵詞：國際科學奧林匹亞競賽、奧林匹亞參賽選手、追蹤研究、問卷調查法、專業成就. II.

(5) Professional Development of International Science Olympians – A Follow-up Study of the 1991~1996 Taiwan Representatives ABSTRACT The International Science Olympiad ( ISO) includes international academic competitions in mathematics, chemistry, physics, etc. annually. It is sponsored by membership countries in turn to encourage senior high school students to develop their science potential. The purpose of this study was to follow-up the 1991-1996 Taiwan ISO representatives and to explore factors related to their professional development in science. A questionnaire survey was conducted for all 1991-1996 Taiwan Olympiad representatives in math, chemistry, and physics. Thirty-nine out of 76 subjects responded, the effective return rate was 51%. In addition, five subjects were selected for in-depth interview. The collected data were combined with previous studies conducted by Wu and Chan (1996, 1997) and factor analyzed to explore related factors. Results of this study were as the following: 1. Most Olympians had earned Ph.D. for the time being. 2. Most Olympians’ interest in science and sense of achievement reached the highest level at senior high stage. 3. The Olympians’ career choices were closely related to their majors in college or graduate school. 4. Most Olympians were satisfied with their current jobs and also satisfied with their academic and career achievement. III.

(6) 5. Most Olympians’ academic products were published in journals. 6. Most Olympians perceived“interest”as the most important factor to their professional achievement. 7. The most significant others of the Olympians’ professional achievement were their advisors in college or graduate school. 8. Some kinds of assistance were needed in career development process according to the subjects. 9. The Olympians’ personality characteristics were significantly related to their professional achievement. 10.The ISO experience did help the Olympians for a better understanding of their competences. 11.External incentives for the Olympians should be carefully used to avoid “over justification” side effect. Based on the research findings, suggestions are as the following: 1. Encouraging the Olympians to explore interests in different fields. 2. Expending the participation of senior high schools in ISO. 3. Strengthening college’s counseling services to the Olympians. 4. Increasing sample size in future studies. 5. Expending the professional achievement index from academic areas to non-academic fields. 6. Collecting data of the Olympians and setting a comparative group right at the beginning of the Olympiad camps. 7. Distinguishing the positive and negative impact factors on the Olympiad in future studies.. Key words: International Science Olympiad, the Olympians, follow-up study, questionnaire survey, professional achievement. IV.

(7) 目錄第一章緒論……………………………………………………………1 第一節研究動機與目的………………………………………… 3 第二節名詞釋義………………………………………………… 6 第三節研究問題………………………………………………… 7. 第二章文獻探討………………………………………………………9 第一節國際科學奧林匹亞競賽源起與簡介 ……………………9 第二節國際科學奧林匹亞競賽的追蹤研究……………………15 第三節資優學生的追蹤研究模式………………………………26. 第三章研究方法與設計………………………………………………39 第一節研究樣本………………………………………………… 39 第二節研究架構與工具………………………………………… 41 第三節資料處理與分析………………………………………… 46 第四節研究程序………………………………………………… 47. 第四章研究結果與討論 ……………………………………………49 第一節研究結果 ………………………………………………49 第二節研究結果討論……………………………………………98. 第五章結論與建議 …………………………………………………109 第一節結論 …………………………………………………… 109 第二節建議. ………………………………………………… 113.

(8) 參考文獻………………………………………………………………117 中文………………………………………………………………117 英文 …………………………………………………………… 123 附錄一. 「國際科學奧林匹亞參賽選手追蹤研究」調查問卷（初稿）131. 附錄二問卷審查會議建議修改事項………………………………137 附錄三「國際科學奧林匹亞參賽選手追蹤研究」調查問卷……139 附錄四「參加國際物理／化學奧林匹亞競賽學生調查問卷」…147 附錄五寄問卷說明函 ……………………………………………161. II.

(9) 附圖目錄圖 2-1 歷年參賽國家成長趨勢………………………………………. 12 圖 2-2 Walberg（1984）學習成就因素生產模式……………………18 圖 2-3 Campbell（1994）區分性社會化模式 ………………………19 圖 2-4 Milgram 和 Hong（1994）提出的 4x 4 資優結構模式………29 圖 2-5 Hany（1994) 科技創造力的假設性因果模式 ……………… 30 圖 2-6 Hany（1994)修正的「科技創造力的假設性因果模式」……31 圖 2-7 Lofquist 和 Dawis（1991）的「工作調適理論」……………32 圖 2-8 Perleth 和 Heller (2007)提出的「慕尼黑動態-成就模式」… 34 圖 2-9 Gagne（2004, 2005）提出的「天賦與才能的區分性發展模式」…………………………36 圖 3-1 我國科學奧林匹亞競賽學生的追蹤研究架構 …………… 42 圖 4-1 有利因素抽取變項之陡坡圖 …………………………………76 圖 4-2 自信與歸因量表抽取變項之陡坡圖………………………… 80 圖 4-3 本研究建立之初始模式……………………………………… 90 圖 4-4 本研究修正後未經標準化之模式…………………………… 92 圖 4-5 本研究修正後經標準化之模式……………………………… 93. III.

(10) 附表目錄表 1-1 我國主辦國際科學奧林匹亞競賽一覽………………………… 2 表 3-1 本研究樣本之參賽年度、參賽科目與參賽人數分配 ……… 40 表 4-1 參賽選手學位分布情況…………………………………………50 表 4-2 參賽選手對科學最感興趣及最有學習成就感之學習階段分配 …51 表 4-3 參賽選手婚姻狀況………………………………………………51 表 4-4 已婚者子女狀況…………………………………………………51 表 4-5 回卷（覆）參賽選手現職分布概況……………………………52 表 4-6 參賽選手現職之月平均收入分配………………………………53 表 4-7 參賽選手選擇現職原因…………………………………………54 表 4-8 參賽選手對目前工作在六個層面之滿意程度分布……………56 表 4-9 參賽選手對現職整體滿意程度之人數分配 ………………… 57 表 4-10 參賽選手發表學術論文數量統計 ……………………………57 表 4-11 參賽選手發表之學術性專書、專利、榮譽獎項或證照數量統計 …………………………58 表 4-12 參賽選手自評學業滿意度與事業滿意度一覽 ………………59 表 4-13 影響專業成就發展因素之重要性排序 ………………………60 表 4-14 參賽選手自評對其專業成就最具影響力的重要他人前三名分配……………… 61 表 4-15 參賽選手在學習與專業發展過程中遭遇困境的階段……… 62 表 4-16 參賽選手認為最有意義之參賽經驗分配 ……………………66 表 4-17 國際科學奧林匹亞競賽的經驗對參賽選手五個層面之影響程度……………………………… 67 表 4-18 參賽選手對於奧林匹亞競賽相關的建議數量……………… 68 表 4-19 參賽選手對鼓勵子女參與國際科學奧林匹亞競賽選訓營態度……………… 71 IV.

(11) 表 4-20 參賽選手在有利因素各題目的特徵值及解釋變異量結果… 75 表 4-21 自「有利因素」抽取出 5 個新變項之組成成份 ……………77 表 4-22 樣本在「自信與歸因量表」的特徵值及解釋變異量結果 …79 表 4-23 自「自信與歸因量表」抽取出 9 個新變項之組成成份 ……80 表 4-24. 取得學位與受教育年限轉換對照 ………………………… 87. 表 4-25. 本研究各變項間之相關係數…………………………………91. 表 4-26. 訪談案個資料…………………………………………………97. 表 4-27. 本研究與 Lubinski 追蹤研究結果對照 …………………… 99. V.

(12) 第一章. 緒論. 楔子 2 金 4 銀，數學奧林匹亞，我獲第 8 名」（陳智華，2011 年 7 月 24 日）、「物理奧林匹亞，我得 5 金傲全球」（林志成，2011 年 7 月 18 日）、「國際化學奧賽，我首度四金大滿貫」（林志成，2009 年 7 月 27 日）、「國際資訊奧賽，4 解題快手奪 3 金，史上最讚」（薛荷玉，2011 年 7 月 29 日）、「生物奧林匹亞台灣全球第二」（林志成，2008 年 7 月 21 日）、「世界第一，地科奧賽，台灣五連霸」（王彩鸝，2011 年 9 月 14 日）、「國中科學奧林匹亞，世界第 1」（林思宇，2011 年 12 月 9 日）。每年到了暑假前後，這些相關新聞報導的標題，總是醒目地出現在報紙與雜誌的頭版及封面上（江昭倫，2011 年 12 月 9 日；吳敏菁，2011 年 7 月 18 日；林佩怡，2011 年 7 月 18 日；涂鉅旻；2011 年 9 月 14 日；陳映竹，2008 年 7 月 21 日；張孟媛，2005；韓國棟，2005 年 6 月 28 日， 2005 年 7 月 12 日）。我國參與各項「國際科學奧林匹亞競賽」代表隊的選手，總是在暑假期間次第出國比賽，再陸續傳回如同上述的捷報。這些亮麗的成績代表我國在科學教育與傑出青少年科學人才的培育方面，擁有相當傲人的成果。「國際科學奧林匹亞競賽」（The International Science Olympiad; ISO）是國際社會為發掘與鼓勵中學階段的優秀科學人才，所舉辦的科學競賽活動（張慶瑞、陳竹亭、傅昭銘、蔡今中、胡志偉、吳武典，2009）。事實上，「國際科學奧林匹亞競賽」並不是單一的競賽項目，它的競賽項目包括了數學、物理、化學、資訊、生物、地球科學…等自然科學的單項競賽。各單項競賽則是由其組成會員國，每年輪流舉辦之科學競賽活動。我國從 1992 年開始，陸續參與「國際科學奧林匹亞競賽」的各個單 -1-.

(13) 項競賽，至 2011 年已連續參賽 20 年；在這長達 20 年的參賽歷程中，除了每年選訓代表隊出國參與競賽之外，也先後於 1998 年、2003 年、2005 年、2009 年以及去年（2011 年），次第主辦過數學（第 39 屆）、物理（第 34 屆）、化學（第 37 屆）、地球科學（第 3 屆）以及生物（第 37 屆）等五項國際賽事，更取得優異的成績（見表 1-1）。. 表 1-1 我國歷年主辦國際科學奧林匹亞競賽一覽年度 1998 年 2003 年 2005 年 2009 年項目數學物理化學地球科學屆次第 39 屆第 34 屆第 37 屆第 3 屆國際排名第 5 名第 3 名第 5 名第1名. 2011 年生物第 37 屆第2名. 在這 20 年中，所有代表國家參賽的選手，皆經歷過全國競賽（考試）或選訓營三個階段的培訓與考評，最終才能脫穎而出，成為正式的代表隊選手。事實上，能夠通過三個階段的考驗，成為該年度的代表選手，已足以證明這些參賽選手在特定學科上有優於同儕的表現。參賽選手在進入選訓營的培訓過程中，也會再次接受該領域之學者專家針對競賽科目之特性而提供的密集訓練課程。也正是因為代表隊選手經歷過這種種的考驗與訓練，使我國在「國際科學奧林匹亞競賽」各個單項方面皆有傑出的表現：截至 2011 年止，我國參與國際競賽的選手（不含亞洲賽與國際國中科學奧林匹亞競賽），總計已奪下 160 面金牌、182 面銀牌、68 面銅牌及 13 面榮譽獎（教育部中教司，2011）。在這數量龐大的獎牌數目背後，代表的是同樣數量的優秀的科學人才。然而，這些優秀的科學人才，在經歷國際競賽的洗禮之後、在進入大學與研究所接受更高深的知識之後、在進入職場與社會之後，他們的表現是否依然傑出呢？而他們所擅長的參賽科目，是否仍然成為他們終身追求與奉獻的志業呢？如果這些答案都是肯定的，那我們是否就可以 -2-.

(14) 肯定的說：奧林匹亞的參賽經驗，對他們有非常正面的影響？反過來說，如果這些答案之中，並非完全都是肯定的答案，那麼參與國際科學奧林匹亞競賽的經驗，在這些參賽選手的生命歷程中，又代表怎樣的意義呢？. 第一節. 研究動機與目的. 一個國家國力的強弱，與其科技發展的優劣有明顯的關聯；科技發展的優劣，除了尖端的硬體設施之外，優秀的人才亦是不可或缺的一環。「建國以人才為本」並不全然只是一句空泛的口號，而是千古不變的定律。然而，優秀的人才並非全然依靠天賦；如果單純依靠天賦即能決定個人的成就，那整個教育制度便沒有存在的必要。事實上，優秀的人材除了天賦的才能之外，後天的教育—特別是「因材施教」的培育更形重要。惟有提供「適當的」教育，才可以充分發展他們的才能；過（揠苗助長）與不及（齊頭式的平等）皆可能戕害人才的發展，讓他們提早夭折。如何使「人材」成為「人才」資優教育最重要的目標。我國對於科學人才的發掘與培育，一向極為重視：除了資優教育中針對資優生進行的相關措施之外，自 1992 年起，每年都會選派代表隊參與「國際科學奧林匹亞競賽」之各個單項競賽，以培養優秀的科學人才，同時提昇科學教育的成效。回顧歷史，我國代表隊先於 1991 年參加亞太數學奧林匹亞競賽，為其後參與國際競賽暖身，進而於 1992 年首度參加「國際數學奧林匹亞競賽」與「國際化學奧林匹亞競賽」二項競賽。到了 1994 年時，再加入「國際物理奧林匹亞競賽」與「國際資訊奧林匹亞競賽」。其後於 1999 年，又增派代表隊至瑞典參與「國際生物奧林匹亞競賽」。最近幾年參與的競賽項目，則是在 2007 年，選派代表隊至韓國參與第一屆的「國際地球科學奧林匹亞競賽」。尤其是，我國自從參與「國際地球科學奧林匹亞競賽」開始，即獲團隊冠軍的榮銜，至今已五連霸（王彩鸝，2011 年 9 月 14 -3-.

(15) 日；涂鉅旻，2011 年 9 月 14 日），也可說是我國參與各類競賽中，最具成效的競賽項目。選拔高（國）中生參與這樣的國際競賽，除了著眼於擴展國內學生的眼界，與世界各國的頂尖中學生共聚一堂、相互激盪之外，在每一年的選拔過程中，也間接提升了國內科學教育的水準。然而，這些代表我國參與各項國際科學奧林匹亞競賽的學生，在他們進入大學之後，是否仍在專長的學科上面有傑出的表現呢？或者，他們在生涯發展的過程中，發現了自己其他的興趣與專長，進而投身至不同的領域中貢獻一己之長？環顧國內資優教育的現況，資優教育並未將大學生納入服務對象。然而，對於參與國際科學奧林匹亞競賽的學生來說，他們比較突出的能力是在認知方面；對於參賽選手來說，他們在參賽學科上的能力與表現，更是「資優中的資優」。然而，這樣突出的能力，卻難以保證在其它方面也具有同等優異的能力。僅僅以是否就讀大學作為提供資優教育或輔導的依據，對於個別差異甚大的資優學生是否合適？在大學這樣的環境中，對他們又會產生那些正面或負面的影響？這也是研究者想要了解的問題。此外，在 1991 年到 1996 年代表我國參賽的選手，現在的年齡大約介於 33~38 歲之間。這第一批的參賽選手，現階段正處在人生的青、壯年期，他們生涯發展的狀況如何？是否已在專長學科中取得一定的成就？或是作出了不同的轉變？如果曾有過轉變，這樣的轉變是他們想要的嗎？他們對自己的生涯發展滿意嗎？這些問題也是研究者想要了解的。再者，吳武典、陳昭地（1996，1997）曾於 10 多年前針對這第一批的參賽選手進行過追蹤研究，以了解他們在學科成就上表現傑出的影響因素。然而，這一批選手在經歷十多年的歷練後，對於同樣的問題是否仍有相同的看法？例如大多數的參賽選手在當年，對家庭與學校影響因素的認知與其家長不同，在他們也陸續為人父、為人母之際，會不會也 -4-.

(16) 有不一樣的思考與解讀呢？現階段影響他們在生涯發展方面的因素又有那些？這些問題也是研究者所關心、必需針對這同一批參賽選手再次進行追蹤研究才能加以解答。郭靜姿（民 92）曾綜合多篇資優學生追蹤研究的文獻，總結出資優學生之追蹤研究目的如下：「透過追蹤而達到了解、預測、檢討、評鑑、借鏡等多重目的。…更期望由學生的成長及發展歷程中，找到有效發現資優教養、協助資優生良好發展的途徑，以期能藉由既往的經驗，提供資優個體更好的學習環境，能使更多資優者由『有潛能的個體』發展成為『資優的成人』。」研究者認為：雖然資優生追蹤研究的結果，未必適用在同樣具這些特質的個體身上，但是透過成功與失敗經驗的分享，可讓資優教育研究人員與決策人員作為未來研究或決策的參考，也可讓具有同樣潛力的個體作為借鏡。此外，國外針對資賦優異個體的追蹤研究，具有悠久的歷史與豐碩的成果。國內針對資優學生的追蹤研究，尚未累積長期追蹤的先例。因此，本研究的進行，將會是國內資優學生累積長期追蹤研究資料的一個起點。總結來說，本研究之目的如下：一、了解代表我國參與 1991 年至 1996 年國際科學奧林匹亞競賽（含 1991 年亞太數學奧林匹亞競賽）選手的現況與專業發展情況。二、了解國際科學奧林匹亞競賽之參賽經驗，對於參賽選手的長期影響。三、. 增益我國資優學生追蹤研究累積之長期資料庫，以強化資優教育之追蹤研究。. -5-.

(17) 第二節. 名詞釋義. 本研究渉及的重要名詞，界定如下：一、國際科學奧林匹亞競賽：乃國際社會為發掘與鼓勵中學階段的優秀科學人材，所舉辦 6 類自然科學（包括數學、物理、化學、資訊、生物與地球科學）的學科競賽活動。本研究限於研究樣本之參賽選目，內文中提到的國際科學奧林匹亞競賽，則專指我國選派代表選手參賽的數學、化學與物理等三項競賽。二、參賽學生：本研究指稱之「參賽學生」，係指參與各單項競賽選訓營之培訓學生。一般而言，各單項競賽之選訓營會錄取（邀請） 40 名以上的中學生，經過三個階段的考核之後，選拔出最後的國家代表隊選手（參賽選手）4~6 名。三、參賽選手：本研究所指稱之「參賽選手」，即為代表我國參與 1991 年至 1996 年各項國際科學奧林匹亞競賽（數學、化學與物理）的國家代表隊選手。四、專業發展成就指標：本研究指稱之「專業發展成就指標」，係指參賽選手進入專業領域後，運用其專業能力進行生產性的產出成果；在本研究中則以客觀的量化指標，測量參賽選手之專業發展成就，列人計算者包括：「發表專業論文篇數」、「列名第一作者之論文篇數」、「專書」、「專利項數」、「專業榮譽獎項」與「專業執照證書」等量化數據。. -6-.

(18) 第三節. 研究問題. 本研究主要探討的問題如下：一、參賽選手的現況為何？包括參賽選手的學業成就（學位）、職業成就、學術性產出、家庭現況、對自我成就的評估以及對影響成就變項的觀點。二、影響參賽選手專業成就發展的因素為何？這些可能的影響因素包括外在環境因素及個體內在因素，透過這些變項，研究者可了解有那些因素對參賽選手專業成就有較重要的影響。三、參賽賽手對奧林匹亞經驗的回顧為何？包括參與奧林匹亞培訓與競賽經驗的回顧，此一經驗對參賽選手專業發展的影響。. -7-.

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(20) 第二章. 文獻探討. 本章將針對「國際科學奧林匹亞競賽」及「資優學生追蹤研究」相關的研究結果，進行簡要的介紹。與此同時，亦將探討相關研究採行之架構，進而說明本研究採用的理論架構之理由。以下將由「國際科學奧林匹亞競賽的源起與簡介」開始，依次回顧「國際科學奧林匹亞競賽的追蹤研究」與「資優學生的追蹤研究」，說明這些研究發現對於本研究的啟示。. 第一節. 國際科學奧林匹亞競賽源起與簡介. 「國際科學奧林匹亞競賽」（The International Science Olympiad; ISO）是國際社會為發掘與鼓勵中學階段的優秀科學人材，所舉辦的科學競賽活動。事實上，研究者所稱之「國際科學奧林匹亞競賽」，並不是單一的競賽項目，它的競賽項目包括了數學、物理、化學、資訊、生物、地球科學等自然科學的單項競賽。各單項競賽則是由其組成會員國，每年輪流舉辦之科學競賽活動（方泰山，2006a；教育部中教司，2009；張慶瑞等，2009；維基百科，2009a, 2009b, 2009c；Gorzkowski, 2006； International Mathematical Olympiad, 2010；International Physics Olympiads, 2010）。最早的「國際科學奧林匹亞競賽」項目，應是數學科的學科競賽活動。早在 1934 年，蘇俄即在其境內，於列寧格勒市與莫斯科市的二所中學舉辦數學競賽，同時冠上「數學奧林匹克」的名稱（維基百科，2009b）。其後在 1959 年，羅馬尼亞正式舉辦第一屆國際數學奧林匹亞競賽，但只限於東歐的共產主義國家。第一屆僅有 7 國參賽。然而到 2011 年在荷蘭舉辦該項競賽時，已有 101 個國家選派代表隊，參與這一年一度的青少年數學競賽（教育部中教司，2011；維基百科，2009c；International Mathematical Olympiad，2010）。 -9-.

(21) 物理學科則是第二個加入「國際科學奧林匹亞競賽」的項目。波蘭在 1967 年，於其首都華沙舉辦第一屆國際物理奧林匹亞競賽，參賽國家除主辦國波蘭外，另有保加利亞、捷克斯洛伐克、匈牙利及羅馬尼亞等四國受邀參加競賽。及至 2011 年在泰國舉辦時，已擴增至 84 國參賽（教育部中教司，2011；維基百科，2009a；Gorzkowski, 2006；International Physics Olympiads, 2010）。依 Gorzkowski（2006）的觀點，國際物理奧林匹亞競賽的目的與精神，在加強國際合作，交換物理學方面的相關知識：「很明顯地，國際物理奧林匹亞競賽的存在，是為了國際間的合作。更重要的是國際委員會成員國之間的長期合作。這種型式的合作從舉辦競賽之初即開始。國際委員會成員國彼此交換物理方面的問題、書籍、期刊、論文，同時討論組成國家代表隊的經驗」（Gorzkowski, 2006）。在第一屆國際物理奧林匹亞競賽舉辦後的 1968 年，捷克在其首都布拉格舉辦第一屆國際化學奧林匹亞競賽。參賽國家除捷克外，另有波蘭與匈牙利二國參賽。到了 2011 年，已成長至 70 國參賽（方泰山，2006a；張孟媛，2005；教育部中教司，2011；維基百科，2009b）。國際化學奧林匹亞競賽的目標，則是：「促進不同國家的青年人之間的友好聯繫，並鼓勵國際的合作與理解」（維基百科，2009b)。由於國際科學奧林匹亞競賽的目的，在於「加強國際之間的合作」，鼓勵優秀的青少年科學人材彼此交流，故其獎項亦屬鼓勵的性質。不論是數學、物理或是化學，雖然取得獎牌的資格各有不同的規定，但是只要排名在全體參賽選手方前 50%，皆能獲得一面獎牌。以國際數學奧林匹亞競賽為例，對於獎牌的規定為：「IMO 正式獎項僅有個人獎項，低於十二分之一的競賽選手（Fewer than one twelfth of participants；8.33%）取得金牌，低於四分之一（fewer than one fourth； 25%）的競賽選手可獲得金牌或銀牌，低於二分之一的選手（fewer than one half；50%）可獲得金牌、銀牌或銅牌。在未獲得獎牌的參賽選手中，如果有至少一題得分達 7 分的選手，將可獲頒榮譽獎」（The IMO - 10 -.

(22) Compendium Group, 2012）。國際物理奧林匹亞競賽的給獎規定，雖然早期與另二項競賽並不相同，而是以當年參賽選手前三名的總分平均數為基準，得分高於此基準分數 90%的選手獲得金牌，得分介於基準分數 78%~90%的選手獲得銀牌，得分介於基準分數 65%~78%的選手獲得銅牌，得分介於基準分數 50%~65%的選手則可獲得榮譽獎項（Gorzkowski, 2006）。其後於 1999 年，國際物理奧林匹亞委員會公布的法規中，將給獎規定改為：「金牌最多頒發給 8%的競賽選手，金牌或銀牌最多頒發給 25% 的競賽選手，金牌、銀牌或銅牌最多頒發給 50%的競賽選手，獎牌或榮譽獎項最多頒發給 67%的競賽選手」（IPhO Statutes, 2008）。國際化學奧林匹亞競賽的給獎規定亦相似：「全部參賽者中排名前 10%±2%得金牌，全部參賽者中之後 20%±2%得銀牌，全部參賽者中之後 30%±2%得銅牌，未能取得獎牌但在某一題目滿分的參賽者可獲榮譽獎，在理論或實驗部分的測試中獲得最高分的選手可獲特別獎」（維基百科，2009b)」。換言之，如果以上的給獎規定皆以最嚴格的標準計算，則排名前 8%的競賽選手獲得金牌，排名介於前 9%~27%（占全體競賽選手 18%）的競賽選手獲得銀牌，排名介於前 28%~56%（占全體競賽選手 28%）的競賽選手獲得銅牌。除了國際科學奧林匹亞競賽以鼓勵青少年科學人才為首要目標的原因之外，因為科技發展與國家競爭力息息相關，因此國際科學奧林匹亞競賽的相關賽事，也就愈來愈受到世界各國的重視，參與競賽的國家也愈來愈多。從過去的歷史來看，羅馬尼亞在 1959 年舉辦第一屆國際數學奧林匹亞競賽時，僅有 7 個共產主義的國家參賽。到了 1970 年，匈牙利舉辦第 12 屆競賽時，參賽國家已增加至 14 國。到了 1981 年（1980 年因故未舉辦）在美國舉行的第 22 屆競賽時，參賽國家又增加至 27 國。到了 1990 年，在北京舉辦的第 31 屆競賽時，已有 54 國參與此項年度盛會。到了 2000 年南韓舉辦第 41 屆競賽時，參賽國家數已突破 80 大關，共有 82 國與會；參賽國家數已超過第一屆競賽國家數 10 倍有餘。在 2008 - 11 -.

(23) 年，由西班牙主辦的第 49 屆賽事，參賽國家正式突破 100 大關，共有 101 個國家參賽。到了 2011 年第 52 屆的荷蘭賽事，則有 101 個國家參與（教育部中教司，2011；維基百科，2009c）。在物理與化學二項競賽上，參賽國家的數目亦有相同的增加趨勢（教育部中教司，2011；維基百科，2009a，2009b）。研究者綜合整理這三類競賽項目之歷年參賽國家數如圖 2-1 所示；由參與賽事之國家數目逐年增加的趨勢，我們便可更清楚地了解國際間對於此項競賽、以及它所代表意義的重視。. 圖 2-1 歷年參賽國家成長趨勢受到各項國際科學奧林匹亞競賽的影響，在全球不同的地區，也陸續舉辦了類似的區域性競賽，例如亞太地區便是一例：「在 1989 年，亞太的四個地區國家澳洲、加拿大、香港及新加坡，有鑑於準備 IMO 之需要及其對中小學階段數學教育的深遠影響，共同發起創辦亞太地區數學奧林匹亞競試（The Asian Pacific Mathematical Olympiad，簡記 APMO）」（陳昭地，1993，第 5 頁）。 - 12 -.

(24) 歐洲則於 2003 年 4 月，在愛爾蘭的都柏林市，舉辦第一屆的歐洲科學奧林匹亞競賽(The European Science Olympiad)，同時也將此項競賽，視為科學教育的方式之一（O’Kennedy 等 8 人，2005）。自我國參賽之初，即擔任我國國際化學奧林匹亞競賽領隊及召集人的方泰山教授，即曾下過如下的註腳：「鳥瞰現實世界的大環境：科學發源地歐洲，由希臘為中心，發展出西方四大科學人文體系：北方是斯拉夫語系〈俄語〉、西北方偏西是「科學」航空母艦─日耳曼語系（德語）、西方是藝術與邏輯冠世的拉丁語系與法語系、西北方則是融合世界的英語系。斯拉夫語系歷經共產主義的洗禮，其經濟正重新出發; 日耳曼語系挺進北歐(諾貝爾獎的故鄉)，成為世界GDP最高的福利國；法語系道出『人文藝術與科學』對話的數學省思；而英語系則譜出一針見血的「動手做科學」，並與美國聯手掀起「高能量」第三次世界「反恐大戰」(第二次波斯灣戰爭) 的能源爭霸戰。環顧國際間的科學教育網，是以英國為首的英美集團，由北美的加拿大、美國為起點，以中美拉丁語系的墨西哥做橋樑，延伸至紐西蘭、澳洲與南非，再接回日不落的大英皇室。1988 年大英先發難課程標準國家化，美國也在1995年推行至最高峰，以「動手做」的科教主軸，是要手能遠伸至哈雷彗星於2061 年即將到來的高能計畫（巨觀世界）；而2000年9 月所發表的「在太遲之前」，則是要手能觸摸奈米長的物質微觀世界。此科學文化由英國劍橋大學的800年，向西美國哈佛大學的400 年，西漸不到200年日本東京大學，而接力抵達將滿100年中華民國（台灣）的台灣大學，這全球完備科教改革將培育出現代化與未來化的高品質世界公民。」（方泰山，2006b）我國則是從九○年代開始，陸續加入國際科學奧林匹亞競賽的各單項競賽組織成為會員國。在成為正式會員國之前，尚需以觀察員的身份與會，觀察競賽的流程，而後才能成為正式的會員國。我國參與正式的國際競賽始於 1991 年，不過當年僅選拔代表隊（11 人）參與「亞太地區 - 13 -.

(25) 數學奧林匹競試」，同時以觀察員身分，分別赴瑞典及波蘭兩地，觀摩第 32 屆國際數學奧林匹亞競賽及第 23 屆國際化學奧林匹亞競賽。及至 1992 年，我國即正式選派數學與化學代表隊，分別赴莫斯科（第 33 屆國際數學奧林匹亞競賽）與美國（第 24 屆國際化學奧林匹亞競賽）參賽，而化學代表隊旋於次年（1993 年）攻頂，與美國、中國大陸並列團體第一名。物理代表隊則於 1994 年首次前往北京參加第 25 屆國際物理奧林匹亞競賽，同時也選派代表隊選手赴瑞典參加第 6 屆國際資訊奧林匹亞競賽。國際生物奧林匹亞競賽代表隊則是於 1999 年首次赴瑞典參與第 10 屆競賽。國際地球科學奧林匹亞競賽算是較後期發展的競賽，這項競賽於 2007 年在韓國舉辦第一屆競賽，該年僅 7 國與會，我國也算是創始會員國之一。值得一提的是：我國已連續五年參與國際地球科學奧林匹亞競賽，亦皆取得團體第一名的榮銜（吳武典、陳昭地，1996，1997；涂鉅旻，2011 年 9 月 14 日；教育部中教司，2009；維基百科，2009a， 2009b，2009c）。回顧我國自 1992 年首次參賽開始，截至 2011 年止，我國參與國際競賽的選手（不含亞洲賽與國際國中科學奧林匹亞競賽），總計已奪下 160 面金牌、182 面銀牌、68 面銅牌及 13 面榮譽獎（教育部中教司，2011）。在這數量龐大的獎牌數目背後，代表的是同樣數量的優秀的科學人才。這些優秀的科學人才，在科學方面的潛能自是無需贅言，我們也都相信，只要透過適當的培育，他們都有機會在科學研究的領域闖出一片天。然而，適當的培育方式是否等同於單純的提供獎勵即可？在我國現有的獎勵辦法如「參加國際數理學科奧林匹亞競賽及國際科學展覽成績優良學生升學優待辦法」（教育部，2008a）、「參加國際數理學科奧林匹亞競賽及國際科學展覽成績優良學生出國留學獎學金申請要點」（教育部， 2008b）等法令、制度之下，提供的是「一體適用」的獎勵依據。但是，研究者仍想問：我們對國際科學奧林匹亞參賽選手的了解有多少？我們是否已真正地了解他們了？如果我們對他們一無所知，又怎麼能提供「適當的」培育呢？ - 14 -.

(26) 第二節. 國際科學奧林匹亞競賽的追蹤研究. 接下來我們將回顧國內外對於國際科學奧林匹亞參賽選手的研究，希望透過這些研究結果，讓我們對這些參賽選手有更深一層的了解。如同第一節所述，國際科學奧林匹亞競賽的目的，是培育並鼓勵科學才能優異的中學生，「激發學生的深入思考及創造能力，並使學生能夠有效應用已得各學科的知識與技能，開發學生的潛力及獨立工作的能力」（方泰山、魏明通，1991，頁 19）。由參賽國家逐年增加的事實，也可以了解世界各國對於這些競賽活動的重視。然而吊詭的是：雖然許多國家都意識到此類競賽對於科學教育的正面影響，也愈來愈重視這一類的競賽，但是相應的研究—特別是針對奧林匹亞參賽選手特質的研究，卻相對地稀少。研究者以 “Olympian” （奧林匹亞參賽選手）為關鍵字，進入國立臺灣師範大學圖書館電子資料庫 EBSCO 系統查詢，發現與國際科學奧林匹亞競賽有關的研究並不多見，主要是以芬蘭學者 Kirsi Tirri 為主而發表的幾篇研究報告（Tirri, 2000a, 2000b, 2001）。這些報告直接針對其國內歷屆參與國際科學奧林匹亞競賽（包括數學、物理與化學）的選手，進行直接的調查與訪談研究。此外，美國學者 James Campbell 與幾位不同國家的學者合作，進行跨國性的合作研究，想要了解有那些因素可能影響國際奧林匹亞競賽的參賽選手的學業成就表現（Nokelainen, Tirri 和 Campbell, 2002；Nokelainen, Tirri, Campbell 和 Walberg，2007）。最後， Campbell 和 Verna（2007）蒐集了 12 個國家的調查資料（其中有五個國家的調查資料是以奧林匹亞參賽選手為樣本），以因素分析的方式，歸納出五項影響子女學業成就的因素。這五項因素分別是：壓力、支持、協助、監督、智能刺激／讀寫能力的強調。Campbell 和 Verna 認為：教育的影響力，來自於建立學術性的家庭氛圍（academic home climate）。若學術性家庭氛圍與學校的學術氛圍契合時，兒童便容易在學校成功。以下則分別說明 Kirsi Tirri 及 James Campbell 等人的研究。 - 15 -.

(27) Kirsi Tirri 是芬蘭的教育學者，早年研究主題以道德議題為主（參見 Tirri, 1996, 1997）。其後在 1997 年，與美國學者 James Campbell 合作，針對各自所屬國家的國際科學奧林匹亞競賽選手（包括數學、物理與化學三個競賽項目的前代表隊選手）進行跨國性的調查研究。 Tirri 在 2000 年時，發表了一篇名為「芬蘭奧林匹亞參賽選手的研究：有那些因素會影響芬蘭學生學術才能的發展？」，以探討「有那些家庭與學校的因素，會影響國際科學奧林匹亞參賽選手的才能發展」（Tirri, 2000a）。此一研究以問卷調查的方式，引用 James Campbell 在美國研究的工具，包括：(1)寄給奧林匹亞參賽選手的「奧林匹亞參賽經驗」的 14 頁問卷，以及一份「自信態度歸因量表」（Self-confidence Attitude Attribute Scales）；(2)寄給家長一份與參賽選手相同的問卷，以及一份「父母影響量表」（Inventory of Parental Influence）。他將所有問卷寄給仍找得到聯絡地址的、曾代表芬蘭參與 1965-1997 年國際科學奧林匹亞競賽（包括數學、物理、化學三科）的選手及其家長填答，最後寄回問卷的前代表隊選手共有 157 人（回收率為 65%，157／242），家長則有 169 人（回收率為 70%，169／242）。研究的結果發現：參賽選手中，有超過半數（53%，82 人）是家中的長子。在影響學術才能發展的因素上，參賽選手及其家長則有相當不同的看法：家長認為家庭與學校的因素相當重要，但是參賽選手本身則認為自己的與趣與努力，以及優秀的教師，才是其學術才能發展的關鍵。最後，有超過半數（57%）的受訪者表示：如果沒有國際科學奧林匹亞競賽的參賽與培訓經驗，他們不會有現在的成就。 Tirri 隨後在 2000 年 10 月，以同一份問卷調查的結果，另行發表一篇名為「在成年期實現數學資優能力」（Actualizing Mathematical Giftedness in Adulthood）的文章(Tirri, 2000b)。此次引用的樣本人數為 158 人，回收率仍為 65%（158／242）。Tirri 呈現的研究結果顯示：(1) - 16 -.

(28) 奧林匹亞培訓課程能夠增進參賽選手的自信，同時也能堅定他們在科學方面的生涯抉擇；(2)這些選手在學術研究方面皆有一定的成就，也出版了相當數量的書籍與發表期刊文章；(3)參賽選手都是「自主的學習者」，他們將自己在學術方面的成就歸因於「能力與努力」；(4)他們受到自我內在的驅力而努力，同時也認為正向的家庭氣氛（conducive home atmosphere）及學校教師的支持是有幫助的；(5)他們大多藉由選擇科學方面的生涯目標作為實現數學才能的方式，大多數是學術研究機構的研究人員與技術領域的工程師。其後，Tirri 在 2001 年，由參與 2000 年調查研究的選手中，抽取男女參賽選手各 6 人進行個案研究，藉由晤談參賽選手的學前期、小學與中學階段、大學時期與成人期的關鍵事件，進而了解與比較男、女性參賽選手在科學才能發展上的異同。研究結果顯示：男、女性參賽選手的共同特質是「在學習方面有較強的內在驅力」。而男性選手以科學作為生涯目標的時間比女性更早，也更容易受到家人的支持與鼓勵。值得注意的是，參賽選手在大學時期提到的關鍵事件，除了對領域的正確抉擇（大多數選手對其專業領域都樂在其中）外，「出國留學」亦是影響參賽選手在科學才能發展上，非常重要的關鍵事件（有 2 名女性及 3 名男性參賽選手提到此關鍵事件，占受訪者總人數之 41.7%），也因為受訪者在國外不同大學的學習經驗，能夠讓他們在科學方面的工作與伴隨而來的挑戰，有更深入的了解。這樣的經驗也延續到他們的成年時期，因為 2 名女性選手及 3 名男性選手都提到「與不同國家的研究者合作」是相當重要的關鍵事件。美國學者 James Campbell 則是整合系列性國際科學奧林匹亞競賽參賽選手研究的主角（吳道愉譯，2000；Campbell, 1995）。他引用 Walberg 的「學習成就因素生產模式」（Productivity Model；見圖 2-2），同時擴展環境因素中「家庭」這一個變項的內涵，將此變項再細分為「家庭中的壓力」、「家庭的支援」、「家人的協助」以及「家庭的激勵」四個成份，成為「區分性社會化模式」（Differential Socialization Model；見圖 2-3） - 17 -.

(29) （吳武典、陳昭地，1996，1997；Campbell, 1994；Campbell 和 Wu, 1996），作為後續跨國性研究的主要架構。. - 18 -.

(30) Nokelainen, Tirri 和 Campbell(2002)整合美國與芬蘭的研究資料，比較這二國的國際數學奧林匹亞參賽選手在電腦能力與學術產出之間的關係。研究結果發現：在美國與芬蘭，學術產出與電腦能力的關係並不相同；在芬蘭，電腦能力與學術產出是正相關，而在美國則是負相關。 - 19 -.

(31) Campbell 和 Verna 在 2007 年整合了 12 個國家資優生填答「父母影響量表」（Inventory of Parental Influence）的資料，以因素分析的方式，確認出五項影響子女學業成就的因素（Campbell & Verna, 2007）。在這 12 個國家中，有 5 個國家的資料來自於國際科學奧林匹亞競賽的參賽選手，其餘 7 個國家的資料則是一般的資優學生。他們歸納出的五項影響因素，分別是：壓力、支持、協助、監督、智能刺激／讀寫能力的強調；對父親來說，壓力的優先性較高，對母親來說則是支持優先。Campbell 和 Verna 認為：教育的影響力，來自於建立學術性的家庭氛圍。若學術性家庭氛圍與學校的學術氛圍契合時，兒童便容易在學校成功。除了 Kirsi Tirri 與 James Campbell 二位學者之外，也有一些零星的研究報告與國際科學奧林匹亞競賽這個主題有關。例如 Abernathy 和 Vineyard (2001)的研究，便是希望了解參與科學競賽（包括一般的科學競賽與科學奧林匹亞競賽）學生的動機及他們知覺到的報酬為何。 Abernathy 和 Vineyard 在美國猶他州的科學競賽活動會場，以及科學奧林匹亞巡迴賽活動會場，分別發送問卷給參與這二種活動的學生。問卷填答採自願方式，最終有 490 人完成科學競賽相關問卷之填答，453 人完成科學奧林匹亞巡迴賽之問卷填答。研究結果發現：參與這二類活動學生的參賽理由，都是「課程的要求」或是「可獲得加分」。顯示最初這些學生都會因為課程（或教師）的要求而參與競賽。但是如果問他們未來想要參加的活動時，他們會表現出「擇其所愛、愛其所選」的反應傾向，亦即現在參加科學競賽的受訪者，未來參加活動的第一選項仍是填答「參與科學競賽」；現在參與科學奧林匹亞巡迴賽的受訪者，填在第一選項的則是「參與科學奧林匹亞競賽活動」。在參賽學生知覺到的獎勵方面，排序第一的是樂趣（fun），第二的是學習新事物（learning new things），但排序第三的，科學活動的參賽者與科學奧林匹亞巡迴賽的參賽者就有明顯的不同：科學活動參賽者將「與其他學生競爭」排在第三位，而奧林匹亞巡迴賽參賽者則將「與朋友共 - 20 -.

(32) 同合作」列在第三位。這或許是因為奧林匹亞巡迴賽一開始就是由學生自行組隊報名參加，使得參賽學生在一開始即有不同的期望。科學競賽活動與科學奧林匹亞競賽的不同特性，也讓學生各自選擇適合自己的活動（個別的競賽、科學方法的學習歷程 VS. 團隊合作）。學生會自行選擇滿足需要的活動。此外，澳洲學者 Kate Wilson 等（Wilson, Kueter, Dennis, Nulsen, & Verdon, 2007），則針對澳洲國家代表隊選手女性比例偏低的現象進行研究。他們分析澳洲甄選國家代表隊的題目與男、女生答題方式，以了解題目與題型是否有其性別上的差異。研究結果發現：澳洲國家代表隊的多重選擇題型，並不利女性作答；女性學生可能理解題意，也知道解答問題的關鍵知識，但在選擇題的型式下，女性學生的分數普遍低於男生。這種因為性別不同，而在標準化測驗的表現上產生差異的現象，在 Halpern, Benbow, Geary, Gur, Hyde 和 Gernsbacher（2007）的研究中亦提出類似的看法。他們回顧許多不同類別的研究文獻，認為在數學與科學成就上的性別差異現象，其實是許多社會文化因素所形塑的。國內亦有學者針對「國際科學奧林匹亞競賽」這樣的主題進行研究，然而這些研究大多偏重在競賽試題的分析與解答（方泰山，2003，2006；林明瑞，1998，1999a，1999b，1999c，2000，2001；林明瑞、郭鴻銘、蔣亨進、管惟炎，1998a，1998b；陳昭地，1993），針對參賽選手的研究並不多見，僅有二篇國科會資助之研究計畫報告（吳武典、陳昭地，1996， 1997），以及一篇教育部中教司資助的研究報告（張慶瑞等，2009）。在學位論文方面也是同樣的情況；研究者進入「國家圖書館全國博碩士論文網」（http://etds.ncl.edu.tw/theabs/index.jsp）以「奧林匹亞競賽」為關鍵字查詢博碩士論文，僅僅得到 8 篇碩士論文（吳佳儒，2006；陳佑婷，2004；陳怡君，2007；黃彥銘，2004；黃鈺婷，2007；鄭嘉華， 2006；趙潤隆，2002；劉哲淵，1999）與 1 篇博士論文（陳玉玲，2002）。在這九篇學位論文中，分析競賽試題者即占了 6 篇（吳佳儒，2006；陳玉玲，2002；黃彥銘，2004；鄭嘉華，2006；趙潤隆，2002；劉哲淵， - 21 -.

(33) 1999），其他三篇學位論文的研究內容，則分別與競賽選手的情意層面（陳怡君，2007）或能力特質（黃鈺婷，2007；陳佑婷，2004）有關。由學位論文主題之研究數量，我們可以發現仍是以競賽試題為主要的研究標的；對於參賽選手特質的研究仍相對地稀少。研究者再以「科學奧林匹亞」為關鍵字，卻僅僅查詢得到的一篇碩士論文（劉宏二，2007），不過其研究主題是探討國家代表隊甄選方式，也非參賽學生的特質及影響因素。研究者推測：或許是因為參與國際科學奧林匹亞競賽的選手，屬於「少數中的極少數」，因此針對他們的研究也就未受到太多的關注；而科學教育的研究目標則是在命題及答案分析上。因此，針對這些「少數中的極少數」的研究，便顯得更重要。以下將回顧國內針對國際科學奧林匹亞參賽選手進行的研究，同時也將綜合現有的結果及仍待探究的問題。國內學者吳武典與陳昭地二位教授，於 1995 年首次針對我國參與國際數學奧林匹亞競賽的參賽選手進行追蹤研究（吳武典、陳昭地，1996）。他們採用美國學者 James Campbell 提出的「區分性社會化模式」作為研究架構，主要探討的問題是「有那些環境變項會影響參賽選手的學業成就表現」。研究對象是我國參與 1991 年亞太數學奧林匹亞競賽的 11 名參賽選手，以及參與 1992 年-1996 年國際數學奧林匹亞的 35 名參賽選手，合計 46 人（43 男 3 女）。研究採問卷調查法，將四種問卷（參賽選手及家長各二份）郵寄給所有參賽選手及其家長，並於問卷回收後，進行深度晤談收集質性資料，以補充量化資料之不足。研究的發現如下：(1)參與數學奧林匹亞的學生有五成是家中的長子（女），且很早便已顯露其數學能力；(2)參與數學奧林匹亞競賽的學生，在班上的成績多半是「名列前茅」；(3)參賽選手的家庭，其社經地位（SES）大多數屬於高社經地位的家庭（參賽選手之家庭平均月收入所得，高於台北市家庭的月平均所得，其中僅 3 人屬低社經地位家庭）；(4)參賽選手的學習及支援環境皆相當充份；(5)參賽選手認為參與數學奧林匹亞競賽 - 22 -.

(34) 是相當良好的經驗；特別是在數學及科學的學習方面、自發性的學習、問題解決的創意性思考及自尊上，皆有非常良好及正向的影響；(6)參賽選手進入大學後，幾乎沒有學校針對他們的需要而設計特殊的課程；(7) 各受訪者在電腦上的能力不同，和他們個人的興趣及接觸電腦的方便程度有關（環境中提供學習電腦設施的程度）；(8)因為受訪者仍是學生的身份，因此除數學外，並未顯現其他方面的特殊成就。其後吳武典與陳昭地在 1996 年繼續以相同的研究架構，追蹤參與「國際物理奧林匹亞競賽」以及「國際化學奧林匹亞競賽」的參賽選手（吳武典、陳昭地，1997）。此研究以 1992 年至 1996 年代表我國參與「國際化學奧林匹亞競賽」的選手 17 人（母群為 18 人，其中 1 人未回卷亦未接受訪談，故實際樣本數為 17 人），以及 1994 年至 1996 年間參與「國際物理奧林匹亞競賽」的選手 14 人，合計 31 人為研究對象，採用與前一年研究相同的研究程序進行追蹤研究。研究的主要發現如下：(1)參與化學／物理奧林匹亞競賽的學生大多是家中的長子／女（占 77%），且很早便已顯露其卓越科學能力，86%讀過資優班；(2)參與奧林匹亞競賽的學生，在班上的成績大多相當優秀；(3) 大多數參賽選手家庭的社經地位較高的家庭（家庭平均月收入高於 6 萬元者占 71%），家庭支持度高，學習環境良好；(4)無論學生或家長，均普遍認為科學才能發展的最重要因素是「遇到好老師」；(5)奧林匹亞經驗對參與選手之學習生涯有激勵作用，特別是在科學及數學的學習態度、自信、自發性學習及創造性問題解決上為然；(6)受訪者進入大學後，約有三成繼續接受專人指導，惟大多沒有針對他們的需要設計的特殊方案，至於是否有此必要，則見仁見智；(7)受訪者對個人電腦的使用程度甚高（平均每週使用個人電腦時數為 11 小時，有六、七成已經上網際網路）；(8)雖然已有六人（19%）曾發表研究報告，惟因為受訪者仍然都是學生身份，因此除科學外，尚未顯現其他方面的特殊成就或創造；(9)受訪者雖然個別差異甚大，但對自然科學皆情有獨鍾，喜歡思考，樂於學習，其家庭氣氛良好，惟社經地位差異大，良師引導領其感念，升學主義令其困擾。 - 23 -.

(35) 國內第三篇針對國際科學奧林匹亞競賽參賽選手的調查研究，則是由台大物理系張慶瑞教授領導的研究團隊進行的（張慶瑞等，2009）。在他們的研究中，將研究樣本擴及現階段我國參與六類競賽（數學、化學、物理、資訊、生物與地球科學）的參賽選手。除此之外，他們也探討了六類競賽項目的培訓制度、參賽選手進入大學後的學業成就表現，以及參賽選手的生活與學習環境等因素。該研究以問卷調查與個案訪談二種方式並行，問卷調查的對象以歷年所有參賽選手為準，訪談的對象則區分為五類，包括參賽選手（18 人；數學、化學與物理各 4 人，資訊、生物與地球科學各 2 人）、家長（12 人；每一類接受訪談的選手中，各選擇 2 名參賽選手的家長）、高中教師（6 人；歷年來培育較多參賽選手的 6 所學校各推薦 1 名輔導參賽選手之教師）、學者專家（12 人；每一參賽領域之領隊及學者專家各 1 人）及行政人員（2 人；教育部業務承辦人與業務主管各 1 人）。這項研究主要發現如下：(1)各項國際科學奧林匹亞競賽之培訓課程，對於參賽選手提升學科專業知能與競賽能力皆有助益；(2)參賽選手皆進入國內外著名大學就讀，大學期間學業成績表現較同儕為優異；(3) 大多數得獎學員完成大學學業後，繼續攻讀碩、博士學位，畢業後大多從事相同專業領域學術服務，顯示参與奧林匹亞競賽對學員後續專業發展有正相關性；(4)高中教師與家長皆認為國際科學奧林匹亞競賽的參賽經驗，對學員的學習態度與自我認知能力等有正面影響，對培訓制度亦抱持肯定的態度；(5)雖然大多數參賽選手進入大學後的成績表現，皆優於班級平均水準，然而到了高年級時其差異性逐漸縮小，值得教育單位積極思考，大學提供配套銜接程，持續輔導提昇學習機會；(6)建議將國際科學奧林匹亞競賽培訓工作列入教師的教學與服務績效中，以提昇教師參與的意願，或應思考設立國際科學奧林匹亞競賽選手培訓之常設機構，綜理培訓工作，使培訓師資與培訓教材經驗傳承將更有利。綜合上述三篇國內的研究，以及先前國外的研究報告，我們可以發現：雖然國際科學奧林匹亞競賽的參賽選手，都具備成為優秀科學人材 - 24 -.

(36) 的潛能，都是「少數中的極少數」，但是現階段對他們的研究，仍非常有限。這或許因為參與國際科學奧林匹亞競賽的選手，在世界各國都是少數中的少數、特殊中的特殊、優秀中的優秀，因此對他們的研究並不多見。此外，過去針對國際奧林匹亞競賽參賽選手的研究，也傾向將研究的焦點放在描述客觀現象上。然而，影響個體發展的因素可能是動態的；而個體發展的不同階段，可能也會有不同的影響因素存在。例如先前提到 Walberg 提出的「學習成就因素生產模式」（引自吳武典、陳昭地， 1997），在其模式中便未將電腦能力納入考量。Campbell 和 Wu(1996)雖在「區分性社會化模式」中納入電腦技能，卻將此一變項列在「教學」而非「環境」變項之下。然而，這一個模式的預測與吳武典和陳昭地於 1996 年發表之研究報告的第 7 項結果：「各受訪者在電腦上的能力不同，和他們個人的興趣及接觸電腦的方便程度有關（環境中提供學習電腦設施的程度）」明顯不同。此外，在網際網路普及的今天，環境變項中「電視」的影響力是否依然存在？或者其影響力已被網際網路所取代？這些問題，也讓研究者思考是否應該從階段性、動態的觀點來思考環境對於參賽選手的影響。因此，研究者擬從研究數量較多的「資優學生追蹤研究」中，尋找可參考的研究架構。. - 25 -.

(37) 第三節. 資優學生的追蹤研究模式. 正如同研究者在第二節提到的：或許因為參與國際科學奧林匹亞競賽的選手，在世界各國都是少數中的少數、特殊中的特殊，因此對其研究並不多。因此，研究者擬從資優學生的追蹤研究中，尋找可能的影響變項。相對於國際科學奧林匹亞競賽參賽選手的研究數量的稀少，國外對於資賦優異個體的長期追蹤研究，己有很長的一段歷史。在美國，資優學生的追蹤研究可回溯至 1921 年，由史丹佛大學（Stanford University） Lewis Terman 教授主持，針對加州地區智力測驗排名前 1%的中、小學學童，進行長達數十年的追蹤研究(呂勝瑛，1994；Terman & Oden, 1947)。在 Lewis Terman 之後，又有約翰．霍普金斯大學（John Hopkins University）的 Julian C. Stanley 教授主導的「數學特優才能少年研究」（the Study of Mathematically Precocious Youth；SMPY）；它是一項針對 13 歲之前經過鑑定確認、具有優異數學才能少年的加速方案長期追蹤研究（Bleske-Rechek, Lubinski & Benbow, 2004；Lubinski, Benbow, Webb & Bleske-Rechek, 2006；Park, Lubinski & Benbow, 2007；Park, Lubinski & Benbow, 2008；Stanley，1977）。而 White 和 Renzulli(1987)的資優學生追蹤研究，其受試者亦超過 40 年以上。除了美國進行的資優生長期追蹤研究之外，在其他國家如德國（參見 Hany & Grosch, 2007；Perleth & Heller, 1994）、以色列（參見 Milgram & Hong, 1994）等，也各自針對資優學生之追蹤研究，提出了不同的研究架構。在國外許多針對資優學生進行的追蹤研究中，研究者首先想了解的是：單一的課程會對學生產生長遠的影響嗎？如果單一的課程並不會對接受課程的學生產生長遠的影響，那麼參與國際科學奧林匹亞競賽的學生，應該也不太會因為這樣的一項培訓課程與經驗，產生長久的影響。 - 26 -.

(38) 其次，研究者也想了解的是：在國外進行的追蹤研究中，有那些可能的因素（變項）會影響資優學生專業能力的發展。以下將分別回顧這些不同的研究及相關之研究架構，作為本研究進行時之參考。. 一、短期課程能否對資優學生產生長期的影響. 德國學者 Hany 和 Grosch（2007）針對參與全國充實性夏令營課程的資優學生進行研究，了解短期課程是否對他們產生長久影響的議題，進行追蹤研究。此一充實性夏令營由「德國聯邦教育與研究部」（German Federal Ministry of Eeducation and Research）主持，在德國全國各地挑選經由教師提名的資優生參加。該研究以問卷調查的方式，將問卷寄給參與夏令營課程的實驗組受試者及未參與夏令營課程的對照組受試者。問卷內容包括詢問受試者的教育成就指標、研究產出與生命成就指標等三大類問題。然而，這一項研究的結果卻令 Hany 和 Grosch 有些失望，因為除了問卷回收率（實驗組與控制組的回收率分別是 43.6%與 28.5%，χ2 ＝ 68.7，df ＝ 1，p < .001）之外，這二組受試者幾乎在所有的指標上都沒有顯著的差別。二位研究者在討論中提及：或許這回收率的差異，正是代表那些有成就的受試者願寄回問卷，而沒有具體成就者不願寄回問卷、參與研究的差別。他們承認這是研究上不足之處，也引用 Neber 和 Heller（1997；轉引自 Hany & Grosch, 2007）的研究結果，強調參與短期課程後的 3 到 5 年間，該課程仍會對參與者的自我概念、研究興趣與工作習慣有正面的影響。或許另一種可能的解釋是：像國際科學奧林匹亞競賽選訓營或類似的短期課程，對於參賽選手的影響，可能是一個中介變項—透過這項競賽建立正向的自我概念與自信心（參見吳武典、陳昭地，1996，1997；陳昭地、張殷榮，1999；Tirri, 2000b），讓參賽選手終身受益。正如著名 - 27 -.

(39) 的生態理論學家 Bronfenbrenner（1995）所言：「個體的生物心理特質同時出現在方程式的二側：他們既是先前發展歷程的產物，也是個體未來發展的部份原因。（…the biopsychological characteristics of the individual appear on both sides of the equation: they are at once the product of prior developmental processes and the partial producers of the person’s future developmental course.）」（p. 599）因此，國際科學奧林匹亞競賽的培訓與參賽經驗，是否對參賽選手產生長期的影響，似乎需要進一步的檢驗。. 二、Milgram 和 Hong 提出 4x 4 資優結構模式. Milgram 和 Hong（1994）提出此一資優生追蹤模式（見圖 2-4），該模式的重點在於將個體的能力分為 4 種表現水準（極端資優、中等資優、輕微的資優與非資優）與 4 種表現類型（一般智能、特殊智能、一般原創性思考與特殊的創造性才能）。此外，這一個模式也將能力表現的三種場所（家庭、學校、社區）納入思考。至於影響能力的表現水準與表現類型之因素，則統一將其列於外圈，包括人格特質（工作承諾、學習風格與自主性）、文化與次文化、性別、年齡與社經地位等因素。在其研究結論中，主要的發現在於個體的日常休閒活動，與未來從事和休閒活動相關領域之成就有所關聯。雖然此一模式將所有的可能變項皆納入考量，同時將表現因素（依變項）列於模式中央，影響因素（自變項）則環繞其外，以模式圖說明外在影響因素與表現因素之間的關係；但在此模式中，並未清楚界定那一些特定的自變項對那一些依變項產生影響，也未考量到個體發展的變動性與階段性。因此研究者在進行追蹤研究時，除了參考其影響變項之外，似應尋找更為適合之模式。 - 28 -.

(40) 圖 2-4 Milgram 和 Hong（1994）提出的 4x 4 資優結構模式. 三、Hany 的「科技創造力的假設性因果模式」. Hany(1994)在其針對資優學生與一般學生之科技創造能力的追蹤比較研究中，提出「科技創造力的假設性因果模式」（Hypothetical model of the causal factors of technical creativity；見圖 2-5），解釋影響科技創造能力發展之模式。. - 29 -.

(41) 圖 2-5 Hany（1994) 科技創造力的假設性因果模式. Hany(1994)認為：在學校中的物理課程，是社會將科技能力教給青少年的惟一方式。因此他針對影響科技創造力的因素，藉由文獻探討的方式，歸納出在科技領域之創造性表現，需要四方面之個人內在特質，包括：（1）認知能力，（2）創造性思考策略，（3）科技知識，（4）對科技議題之興趣。換句話說，Hany 預測個體在科技方面的創造力表現，受到上述四項特質的影響。然而 Hany 在三個次模式的驗證結果中，僅得到二個顯著性的預測結果：在次模式一中，「對物理與科技的興趣」這一個預測變項，對於「科學／科技活動與成就」有顯著的預測性（β= .74, p < .05）；在次模式二中，則是「空間推理能力」對於「物理與科技問題解決能力」有顯著的預測性（β= .45, p < .05）。其它的預測變項完全無法有效地預測效標變項。這樣的結果讓 Hany 修正其模式如圖 2-6。. - 30 -.

(42) 圖 2-6 Hany（1994)修正的「科技創造力的假設性因果模式」. 總結來說，雖然 Hany 在其原先的模式中無法獲得滿意的結果，但是其研究結果—特別是「空間推理能力」與「物理及科技的問題解決能力」之間的顯著關聯性，仍具有值得探討的價值。除此之外，Lubinski 和 Benbow (1994)亦在其研究中提出類似的見解；他們二人認為在數理領域中，空間／機械能力（過去並未探討之能力）甚至比語言能力更為重要。因為過去對於數理資優生的研究，並不會特別去探討其「空間推理能力」的高低，但是由 Hany 的研究結果來看，「空間推理能力」與「物理及科技的問題解決能力」之間，顯然有值得探究的關係存在。. 四、Lofquist 和 Dawis 的「工作調適理論」. 工作調適理論（Theory of Work Adjustment；TWA，見圖 2-7）由 Lofquist 和 Dawis（1991）提出，主要說明影響個體在特定工作或職務上去留之因素。 - 31 -.

(43) 圖 2-7 Lofquist 和 Dawis（1991）的「工作調適理論」. Lofquist 和 Dawis（1991）認為在工作調適理論中，有二個關鍵向度是彼此相互呼應地運作，以建構個體教育與職業的發展。這二個關鍵向度分別是： 1.滿足（satisfaction）：滿足是主觀的參數，由學生或員工進行評估；它與個體（學生或員工）如何感受特定的學習或職場環境有關。由個體的需要，對應到教育／職業獎懲制度而決定。此一向度能夠預測如何去激發個體追求特定的教育／職業進路。 2.滿意（satisfactoriness）：滿意是客觀的參數，由教師或顧主依資料蒐集的結果而決定。由個體（學生或員工）的能力對應到教育／職業的要求而決定。此一變項能夠預測教育課程或生涯輔導如何評價個體。. Lubinski 和 Benbow (1994)在引用工作調適理論時，認為這個理論可以確認職業進路的決定因素（例如：在高中或選擇大學主修科目時，學術性或職業技能性課程對個體具有的吸引力程度），同時也能夠預測個體 - 32 -.

(44) 傾向願意留在特定職業或生涯追尋上的持續時間，所以將此一理論引用到「數學早慧青少年研究」（The study of mathematically precocious youth； SMPY）中。 Lubinski 和 Benbow (1994)認為預測個體「滿足」的情況是：某一個體追求特定的教育與職業進路，而其工作情境之獎懲模式正好能符合其價值需要；預測個體的表現被評價為「滿意」的情況，則是個體從教育課程或生涯軌跡獲得的評價有多高。換言之，個體具有內在的動機以滿足自己的需求或獲取酬賞。為保護（有）這些，他們會磨練自己的能力。工作環境亦有其需求而需要特定能力的人員，為了吸引具備特定能力的人員，工作環境提供特定的獎懲模式。因此，在理想的情境中，人與情境相互建立了彼此的一致性，同時也定義出特定的（完美的）人與環境的互動方式；這樣的情境在職業環境中稱之為職業調適。總結來說，工作調適理論同時注意到個體自身變項與環境變項的重要性。教育環境與工作環境是因為個體的能力要求與獎懲模式而受到評價，而個體則是因其能力水準與自身特殊的需求或表現而獲得評價。如果個體內在條件（能力與價值觀）能夠符合外在情境（必備的能力與獎懲模式）的要求，個體對此一工作環境感到滿足，則個體仍會持續在此工作情境中；若個體認為現有的工作環境無法滿足其需要時，便可能產生離職的結果。此一模式提醒研究者，個體之內在需求（價值觀），可能是決定個體是否轉換職業的重要因素。. 五、Perleth 和 Heller 的「慕尼黑動態能力-成就模式」. Perleth 和 Heller (2007)提出的「慕尼黑動態能力-成就模式」（the Munich Dynamic Ability-Achievement Model；MDAAM），表達出專業才能發展之動態關係（請參見圖 2-8）。 - 33 -.